专题 内能及其利用 讲义-2026年中考物理一轮复习

该初中物理中考复习资料聚焦“内能及其利用”专题，覆盖中考核心考点如热机冲程、热值与比热容计算、能量转化与守恒，知识梳理通过表格对比汽油机四冲程特点，构建“热机原理-能量计算-守恒定律”递进架构，配合真题训练（选择、实验、计算题型）突破难点，体现复习系统性与针对性。 亮点在于“情境化真题”与“科学探究融合”，如第4题以“穿两件薄衣服更保暖”设计对比实验，培养科学探究能力，第5题结合比热容计算训练科学推理，帮助学生深化能量观念。设分层练习适配不同学生，教师可依此调整节奏，高效提升应考能力。

专题 内能及其利用 知识梳理 一、热机 1．定义：利用内能做功的机器.常见的热机有：汽油机、柴油机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等. 2．内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.内燃机分为汽油机和柴油机两大类，他们分别用汽油和柴油作为燃料. 3．汽油机的四个冲程特点： 冲程名称 工作示意图 进气门 出气门 活塞运动方向 能量转化 说明 吸气冲程 开 关 向下 无 气缸体积变小，汽油与空气的混合物在大气压的作用下进入，依靠飞轮的惯性完成 压缩冲程 关 关 向上 机械能转化为内能 压缩气体做功，气体温度升高，内能增加，依靠飞轮的惯性完成 做功冲程 关 关 向下 内能转化为机械能 气体膨胀做功，气体温度降低，内能减少，对外提供动力 排气冲程 关 开 向上 无 废气中含有大量能量和有害气体，依靠飞轮的惯性完成 二、热值 1．定义：把某种燃料在完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）的比值叫做这种燃料的热值. （1）单位：J/kg或J/m3. （2）公式：燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放=mq或Q放=vq. （3）注意： 热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、是否完全燃烧等无关，只与燃料的种类有关. 2．热机的效率： （1）概念：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比. （2）热机效率的计算公式可以表示为 （3）提高热效率的途径：一是让燃料尽可能充分燃烧；二是要减少热量的损失；三是设法利用废气的能量. 三、能量的转化和守恒 1．能量的转化的转化：各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化. 2．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在这两个过程中，能量的总量不变. 3．能量的转化和转移是有方向性的. 4．永动机是不可能做成的，因为其违反了能量守恒定律. 真题针对训练 1．（多选题）（2023·山东潍坊·中考真题）图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是（    ）      A．该晶体材料的熔点为 B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变 C．在AB段，该晶体材料的分子热运动变剧烈 D．该晶体材料的比热容为 【答案】CD 【解析】A．该晶体常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换，熔化过程温度不变，不变的温度即是熔点，由图丙可知，在BC段温度保持不变，则该晶体熔点为50℃，故A错误； B．由图丙可知，BC段是晶体的熔化过程，晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，物体吸收了热量，内能一定增加，则该晶体材料的内能增大，故B错误； C．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈；在AB段温度升高，所以该晶体材料的分子热运动变剧烈，故C正确； D．由图丙可知，当0.3kg晶体材料，由30℃加热到50℃，其吸收的热量为5.28×103J，根据Q=cmΔt可得，其比热容为 故D正确。 故选CD。 2．（2022·浙江宁波·中考真题）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg⋅℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形汽缸内，汽缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是 J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的 冲程相同。 【答案】 620 做功 【解析】[1]氦气吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg⋅℃)×0.02kg×(30-20)℃=620J [2]撤去力，氦气推动活塞做功，将氦气的内能转化为活塞的机械能，这个过程与汽油机的做功冲程相同。 3．（2022·湖南株洲·中考真题）如表格中的数据为水和煤油的比热容，这两种液体中 适合作为汽车发动机的冷却液。若要使壶中质量为2kg的水升高20℃，水需吸收 J热量，将壶中的水加热一段时间后水变少了，是因为水发生了 现象（填物态变化的名称）。 物质 比热容c/【】 水 4.2×103 煤油 2.1×103 【答案】 水 1.68×105 汽化 【解析】[1][2]由表格数据可知，水的比热容大于煤油的比热容，相同质量的水和煤油相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以水适合作为汽车发动机的冷却液；水吸收的热量 [3]将壶中的水加热一段时间后，部分液态的水汽化变为气态的水蒸气导致壶中的水变少。 4．（2023·广东·中考真题）小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如题表所示。 题表 室温：25.0℃ 时间/min 0 20 40 60 80 甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5 乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7    （1）题表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是 ℃。水温会先降到41.0℃的是 瓶。已知瓶中水的体积是350mL，该瓶中水的温度降至41.0℃时，其放出的热量是 J。[，] （2）如果把瓶中的热水换成冰块， 瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 。 （3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子： 。 【答案】 62.5 乙 甲 空气 见解析 【解析】（1）[1]由于温度是逐渐降低的，不可能比初温还高，故可知甲瓶62.5℃是错误的。 [2]根据表格温度变化趋势可知，乙瓶中温度下降更快，故乙瓶中水温更快降到41.0℃。 [3]由于瓶中水的体积是350mL，可得水的质量为 根据可得，放出的热量为 （2）[4]由于甲瓶保温更好，如果把瓶中的热水换成冰块，则甲瓶中的冰块熔化较慢。 [5]可能是两件薄衣服中间有空气，减慢了热量的流失速度。 （3）[6]羽绒服内充满空气更保暖，双层玻璃隔热效果更好。 5．（2023·江苏苏州·中考真题）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。 （1）该过程水吸收的热量是多少？ （2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？    【答案】（1）4.2×103J；（2）28% 【解析】解：（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为 （2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为 故水获取太阳能的效率为 答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J； （2）水获取太阳能的效率是28%。 6．（2022·云南·中考真题）顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此过程中，求： （1）水吸收的热量； （2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量； （3）需要完全燃烧煤的质量。 【答案】（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg 【解析】解：（1）根据可知，水吸收的热量 （2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据可知，煤燃烧放出的热量为 （3）根据Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量为 答：（1）水吸收的热量为8.4×105J； （2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量为8.4×106J； （3）需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。 7．（2022·江苏徐州·中考真题）阅读短文，回答文后问题， 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q=k（t物-t环），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时同也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。 （1）物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做 ； （2）散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是 ； A．速度　　B．密度　　C．功率　　D．效率 （3）一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时，散热快慢为 。 （4）如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯散开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，盐水的密度为1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为 J/(kg·℃)。 【答案】 热传递 C 3.5×103 【解析】（1）[1]物体向周围散热，物体的内能转移到周围温度较低的物体上，内能减小，这种方式叫热传递。 （2）[2]q是表示散热快慢的物理量，速度是表示物体运动快慢的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，这三者的物理意义接近，速度单位m/s。功率单位与散热快慢单位都是J/s。因此只选C。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）[3] 当物体温度为30℃，周围环境温度为20℃时，根据牛顿冷却定律q=k(t物-t环)可得物体的散热系数 当物体温度降低到29℃时，散热快慢为 （4）[4]由图乙可知，水从30℃降到25℃放出的热量为 Q放=c水m水(t0水-t水)=4.2×103J/(kg·℃)×m水×(30℃-25℃)=4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×V水×5℃ 盐水从30℃降到25℃放出的热量为 Q放ˊ=c盐水m盐水(t0盐水-t盐水)=c盐水m盐水×(30℃-25℃)= c盐水×1.1×103kg/m3×V盐水×5℃ 其中水和盐水降温时间分别为24min和22min，盐水和水的体积相同，所以放出的热量之比为 可求得盐水的比热容为3.5×103J/(kg·℃)。 8．（2023·辽宁鞍山·中考真题）小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将A、B两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度； （1）组装器材时应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装； （2）实验时，选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过 方式来增大液体内能的； （3）此实验通过 （选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少； （4）加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃； （5）根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示，则液体 （选填“A”或“B”）更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。 【答案】 自下而上 质量 热传递 加热时间的长短 33 B 【解析】（1）[1]实验时要用酒精灯的外焰加热，故组装器材时，先安装酒精灯，应按照自下而上的顺序依次安装。 （2）[2][3]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，实验时，选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过热传递方式来增大液体内能的。 （3）[4]实验中运用转换法，通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。 （4）[5]由乙图可知，温度计分度值为1℃，加热一段时间后，液体B的温度为33℃。 （5）[6]根据绘制出的温度—时间图象可知，升高相同的温度，B加热时间长，B的吸热能力强，比热容大，根据Q=cmΔt，在质量和降低的温度相同时，B放热多，故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。 9．（2022·四川巴中·中考真题）图甲为观察水沸腾实验装置，图乙为某时刻温度计示数，图丙为水沸腾前后的温度和加热时间关系图像（其中BC段为水沸腾过程）。 （1）图乙中温度计示数为 ℃；水沸腾时温度未达到100℃，原因可能是当地气压 标准大气压（选填“高于”或“低于”）； （2）水沸腾时，大量气泡在水面破裂后会看到“白气”，“白气”是由于 （填物态变化名称）形成的； （3）分析图丙BC段，可得到水在沸腾时不断 ，但温度 ； （4）在本实验中试管里有50g水，当其温度从20℃升高到40℃时，水吸收的热量为 J。[] 【答案】 85 低于 液化 吸热 不变 4.2×103 【解析】（1）[1]由图乙可知，温度计的分度值为1℃，温度计的液柱液面正好在85℃刻度处，故图乙中温度计示数为85℃。 [2]水的沸点和气压有关，水面气压越高，水的沸点越高；水面气压越低，水的沸点越低，故水沸腾时温度未达到100℃，原因可能是当地气压低于标准大气压。 （2）[3]水沸腾时，大量气泡在水面破裂后会释放许多的水蒸气，水蒸气遇冷液化成小水滴，也就是我们肉眼可见的“白气”。 （3）[4][5]由图丙可知，处于BC段时，水持续吸热，但温度不变，一直维持在98.4℃，说明水在沸腾时不断吸热，但温度不变。 （4）[6]由可知，在本实验中试管里有50g水，即0.05kg的水，当其温度从20℃升高到40℃时，水吸收的热量 10．（2022·贵州六盘水·中考真题）小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想： A．活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热 B．活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热 于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。 请回答下列问题： （1）打气筒内壁的热量是通过 的方式传递到外壁； （2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程，与四冲程内燃机的 冲程相同； （3）用打气筒往气压不足的篮球内打气，10秒内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如下表： 实验次数 时间t/s 活塞往复次数 上部温度t/℃ 下部温度t/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 小明分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是 ； （4）小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，理由是 ，于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是 。 【答案】 热传递 压缩 活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热 见解析 见解析 【解析】（1）[1]打气筒内壁的温度高，外壁的温度低，热量从温度高的内壁传递到温度低的外壁，是通过热传递的方式。 （2）[2]活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同。 （3）[3]由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热。 （4）[4][5]在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是：打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。 学科网（北京）股份有限公司 $